乌东德水电站预冷混凝土的生产质量控制

罗

涛，许

懿

（长江三峡技术经济发展有限公司，云南昆明651500）

要：为确保高温季节大体积混凝土的施工质量，预冷混凝土被广泛应用于乌东德水电站的建设施工。针对施工需求，通过优化混凝土原材料的配合比，加强原材料质量检测、混凝土骨料预冷、加冰摘

搅拌、运输管控等生产措施实现了预冷混凝土的质量控制，保证了工程进度的顺利进行。关键词：预冷混凝土；拌和系统；质量控制；温度控制；乌东德水电站

doi：10.13928/j.cnki.wrahe.2016.S2.014中图分类号：TV544

文献标识码：B

文章编号：1000-0860（2016）增刊2-0047-03

Productionqualitycontrolofpre-cooledconcreteforconstructionofWudongdeHydropowerStation

LUOTao，XUYi

（YangtzeThreeGorgesTechnology＆EconomyDevelopmentCo.，Ltd.，Kunming651500，Yunnan，China）

Abstract：Inordertoensuretheconstructionqualityofmassconcreteduringhightemperatureseason，thepre-cooledconcreteiswidelyappliedtotheconstructionofWudongdeHydropowerStation.Fortheconstructiondemand，thequalitycontrolofthepre-cooledconcreteisrealizedthroughtherelevantproductionmeasures，suchasoptimizingconcretemixingratioofrawmaterials，strengtheningqualityinspectionofrawmaterials，pre-coolingconcreteaggregate，mixingwithice，transportmanagementandcon-trol，etc.，andthen，asmoothconstructionprogressisguaranteed.

Keywords：pre-cooledconcrete；mixingsystem；qualitycontrol；temperaturecontrol；WudongdeHydropowerStation

1工程概述

对混凝土运输中的管控，做好混凝土施工环节的衔

接，保证了工程进度的顺利进行。本文将对乌东德水电站预冷混凝土生产过程中采取的技术措施进行综述，以期为实际工程提供参考。

乌东德水电站是由三峡集团开发、确保国家能源安全的重大水电工程，电站以发电为主，兼顾防洪、航运、旅游等效益。乌东德水电站工程量大，洞室支护、防渗墙施工和坝体施工均需要采用大体积混凝土。大体积混凝土由于浇筑量大，内部应力释放不均，更容易受到外界环境的影响产生裂缝，从而影响工程质量。乌东德水电站位于干热河谷地带，常年高温少雨，为了减少高温对大体积混凝土施工带来的不利影响，工程采用预冷混凝土施工，设定大体积混凝土出机口温度不超过14℃。前期大体积混凝土由中国水利水电七局在电站左岸设置的880混凝土拌和系统和左岸850混凝土拌和系统提供，由三峡发展乌东德监理部公共项目部实行运营监理，通过采取加强混凝土原材料质量检测、混凝土骨料预冷、加冰屑搅拌等生产措施，确保了出机混凝土质量达标，同时加强

WaterＲesourcesandHydropowerEngineeringVol.47Sup2

2原材料的检测

乌东德水电站所需的水泥、粉煤灰、外加剂等混凝土原材料由业主统一采购，由三峡集团试验中心进行检测，施工单位自检，报监理审批。不符合国家标准和合同要求的原材料一律不准进厂，更不能进入拌和系统。2.1水泥

水泥水化时放热，是混凝土内部温度产生的主要来源，不同品种和矿物组成的水泥放热量也有所差

收稿日期：2016-08-01作者简介：罗

涛（1976—），男，工程师。

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罗涛，等∥乌东德水电站预冷混凝土的生产质量控制异。表1为某水泥熟料主要矿物的水化热，从表中可以看出水泥矿物中C3A放热量最高，其次是C4AF和C3S，因此预冷混凝土应尽量采用中低热水泥或者C3A含量较低的普通硅酸盐水泥。乌东德电站预冷混凝土所选水泥为中低热水泥，可以有效降低混凝土的内部温升。

表1

某水泥熟料矿物的水化热

J/g

龄期/dC3SC2SC3AC4AF32405088029028

377

105

1378

494

为了保证进场水泥的质量，要求供应商按照《水

工混凝土施工规范》

（DL/T5144—2015）的要求，以200～400t为一个检验批次对水泥性能进行检测，监理工程师做好旁站和见证取样工作，水泥进罐温度不

得高于65℃。水泥放置时间超过1个月试验室要重新取样检验。2.2粉煤灰

粉煤灰圆形或椭圆形微观构造能够起到滚珠效应，增加拌和浆体的流动性，提高混凝土的工作性能，同时粉煤灰的加入能够降低水泥的水化热，延缓水泥放热速率，因此在生产预冷混凝土的过程中通常加入粉煤灰来降低大体积混凝土的浇筑温度。乌东德水电站所用粉煤灰由业主采购，按照配合比的设计确定粉煤灰的掺量，并按照《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》

（GB/T1596—2005）和质量控制规范进行检测，专人管理。2.3

骨

料

电站左岸880和850拌和使用的骨料来自下白滩砂石骨料堆场，粗骨料主要以中（20～40mm）、小石（5～20mm）为主，细骨料采用岩石开凿过程中的碎石进行破碎加工而成的机制砂。

砂的全分析试验每月取样至少1次，检测其吸水率、含水率、容重、空隙率、泥块含量或石粉含量等。砂的含水率每班至少要检查3次，细度模数每班至少检测1次，监理检测次数不少于生产单位检测次数的10%。

各级粒径人工碎石的物理性能全分析试验每月取样1次，包括吸水率、容重、含泥量、超逊径、压碎指标等13项试验。要求小中石表面含水量每天至少检查2～3次，超逊径至少每班检查1次，控制超径含量＜5%、逊径含量＜10%。2.4

外加剂

预冷混凝土生产所用外加剂主要为减水剂和引气剂。缓凝减水剂能使水泥的水化热峰值延缓出现，并

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降低水化热峰值，称其为缓凝效应。减水剂的分散作用增加了水泥水化的表面积，因而加快了早期的水化速率，促进水化热峰值的出现和增大峰值，称其为减水效应。引气剂的使用提高了混凝土的抗冻性能。乌东德水电站预冷混凝土外加剂主要为江苏博特PCA－I高效缓凝减水剂、ZB－1A型普硅减水剂、GYQ－I引气剂。业主定期对外加剂进行全面性能检测，以确保外加剂使用的有效性。

3

预冷混凝土生产的运行质量控制

3.1

严格控制配合比

适宜的混凝土配合比不仅可以节省原材料，降低生产成本，而且可以获得良好的工作性能和强度，提高混凝土的耐久性。混凝土施工配合比由承包商通过试验确定，报请监理工程师审批并经业主试验中心和项目部确认后使用。混凝土施工配料单计算后，由具备资质的试验员或技术人员校核，计算和校核人员在配料单上签字，经监理工程师审核签字后使用。配合比确定后，生产人员要按照施工配合比进行生产，当遇到混凝土工作性不良需要调整砂率时，报监理进行批准，经过层层把关来保证确定的混凝土配合比满足施工要求和工程质量要求。3.2预冷混凝土的温控

在混凝土拌和过程中，骨料的自然受热和水泥的水化反应是混凝土温度升高的主要原因，由于混凝土是热的不良导体，容易产生温度应力引起混凝土裂纹，因此控制混凝土的出机温度极其重要。在混凝土原材料中，砂石占混凝土总质量的85%左右，而对混凝土出机温度影响最大的是粗骨料的温度，砂的温度次之。因此为了降低混凝土的出机温度，最有效的办法就是降低砂、石骨料的温度。

左岸880拌和系统采用“一次风冷+冰+冷水拌和”的预冷混凝土的生产工艺，在搅拌楼料仓内对粗骨料进行仓内风冷，使骨料温度降至11℃以下，通过和加低温水降低混凝土拌合用水的温度。左岸850拌和系统较880拌和系统复杂一些，根据工程经

验，采用

“粗骨料一次风冷+楼上二次风冷+冰+冷水拌和”的预冷混凝土生产工艺。由于采用了特定的

工艺措施，预冷混凝土的温度控制较为稳定，实现了预冷混凝土温控低于14℃的目标。3.3加强预冷混凝土性能的抽样检测

混凝土的性能还包括工作性能、强度等，倘若有防冻施工要求的混凝土还要进行含气量检测。按照水工混凝土施工规范》（DL/T5144—2015），结合合

水利水电技术第47卷2016年增刊2《同要求，制定了相应的检测规范。混凝土工作性要求

每2h测1次，出机口含气量每4h测1次，且要求覆盖到每个强度等级。对混凝土的系统检测包括凝结时间、泌水率、坍落度和含气量损失等，要求在机口取样，每月至少1次检测。

现场混凝土强度以抗压强度测试为主，成型150mm×150mm×150mm立方体试件，测试特定龄期的抗压强度。混凝土质量匀质性以同批按月（或季度）、按强度等级、配合比相同的现场抽检试件设计龄期抗压强度标准差值、抗压强度离差系数Cv进行混凝土质量等级评定，其评定标准如表2和表3所列。

表2

混凝土质量等级

评定指标

抗压强度标准差

优

秀

一

般

差抗压强度标准值（≤20MPa）＜3.5≤4.5＞4.5抗压强度标准值（20～35MPa）＜4.0≤5.0＞5.0抗压强度标准值（＞35MPa）

＜4.5

≤5.5

＞5.5

表3混凝土生产质量控制水平

混凝土生产质量控制水平优

秀

良

好

一

般

差抗压强度

28d龄期抗压强度平

～0.18～均值≤20MPa

＜0.150.150.180.22≥0.22离差系数

Cv

28d龄期抗压强度平0.11～0.14～均值＞20MPa

＜0.11

0.14

0.18

≥0.18

注：区间值“0.15～0.18”表示

“0.15≤实测值＜0.18”。4

预冷混凝土生产的组织与管理

通过采用风冷工艺、低温拌和等技术手段可以获

得预冷混凝土生产的工艺方法，但预冷混凝土的长期稳定生产离不开科学的组织和有效的管理，包括生产单位各岗人员到位情况、做好值班记录、加强混凝土性能检测等。业主要做好原材料的供应，确保生产的连续性；试验中心要做好原材料和混凝土试件的检验工作，做到数据可靠详实；监理人员要加强监管，提高自身业务水平，做好监理日志和样品抽检工作；施工单位要及时将现场预冷混凝土的施工情况反馈到拌和系统，做好生产调整，更好地满足施工要求。

5预冷混凝土的生产监理控制

拌和系统运行监理承担着监督和管理混凝土生产

正常运行的任务，三峡发展乌东德监理部根据现场情况，制定了相应的管理和规范制度。

（1）混凝土施工配合比由承包商通过试验确定，报请监理工程师审批并经业主试验中心和项目部确认

水利水电技术第47卷2016年增刊2罗涛，等∥乌东德水电站预冷混凝土的生产质量控制后使用。混凝土施工配料单计算后，应由具备资质的试验员或技术人员校核，计算和校核人员应在配料单上签字，经监理工程师审核签字后方可使用。

（2）要求混凝土生产单位对混凝土原材料和混凝土检测结果及时进行统计和分析。对于水泥强度、细骨料石粉含量和混凝土强度等检测项目，应采用管理图反映质量波动状态，并及时反馈到相关网点进行调整或修正，以确保工程质量。

（3）为了有效地实施混凝土质量控制，要求混凝土生产单位配备相应的技术人员和仪器设备，建立、健全技术管理与质量控制制度。

（4）在混凝土施工期间，监理对各工序的各项检验结果及时整理统计分析，并定期（每月、季、年）报主管和有关部门。混凝土原材料或混凝土出现质量问题时，应立即上报主管部门。

（5）在混凝土生产过程中，监理人员应详细填写生产和检测的原始记录。对每个仓号，均应详细填写工程部位、高程、混凝土强度等级、级配、开仓时间、收仓时间、混凝土抽检结果、配备的人员及设备数量等记录，并有相应人员的签字，做到有效溯源。（6）要求承包商提出混凝土质量控制目标，建立、健全混凝土质量保证体系。

（7）要求承包商搜集完整的混凝土生产过程的技术资料和质量检测资料，并分类整理存档。

6

结语

预冷混凝土的质量直接关系到工程质量，因此加强预冷混凝土在拌和系统的质量控制尤为重要。预冷混凝土的生产质量控制要重点做好以下五个方面的工作：（1）要做好原材料的质量检测，对于不满足国家标准或设计要求的原材料一律不准进厂，加强原材料性能检测。（2）采用骨料风冷技术和低温拌合技术是混凝土温控的有效措施，出机口温度是预冷混凝土温控的重要指标。（3）要加强混凝土性能检测，包括抗压强度、坍落度、含气量等。并做好监督和抽样检测工作，及时登记检测结果。（4）组织协调各方完成各环节的衔接，做好日常拌和系统的运行管理。（5）监理人员按照规范要求做好监督管理工作，做好抽样检测和事故报告。

按照上述工作要求，乌东德水电站混凝土自开始浇筑以来，通过各方的不断摸索和努力，多重措施并举，生产的混凝土合格率达到99%以上，为确保工程质量奠定了良好的基础。

（责任编辑

王海锋）

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